La cadena de suministro de vehículos eléctricos comprende la extracción y el refinamiento de materias primas y los procesos de fabricación que producen baterías y otros componentes para vehículos eléctricos .
La batería del vehículo eléctrico representa entre el 30 y el 40 % del valor del vehículo [1] . La demanda de sus componentes está creciendo rápidamente debido al crecimiento del mercado de vehículos eléctricos, así como de las centrales eléctricas de almacenamiento de baterías . Esto se debe en gran medida a la transición en curso hacia la energía renovable .
El tipo Li-NMC utiliza los minerales críticos litio , cobalto , níquel y manganeso . Esto impone límites a la adopción a gran escala de este tipo. [2] Estos tres elementos se concentran en solo 12 países, siendo Australia el único país que tiene los tres. [3]
La batería de fosfato de hierro y litio (LFP), que se ha convertido en la tecnología líder en China, es más sostenible. La batería de iones de sodio (Na-ion) evita por completo la necesidad de minerales críticos. [4]
La protección de la cadena de suministro de estos materiales es un problema económico mundial de gran importancia. [7] Se ha estimado que el reciclaje de baterías puede cubrir hasta el 60% de la demanda del mercado de los tres elementos críticos. [2] El reciclaje y el avance de la tecnología de baterías son estrategias propuestas para reducir la demanda de materias primas. El reciclaje de baterías de iones de litio, en particular, reduce el consumo de energía. [8] Los problemas de la cadena de suministro podrían crear cuellos de botella, aumentar los costos de los vehículos eléctricos y frenar su adopción. [1] [9] Las naciones establecen incentivos para el crecimiento interno en el mercado, con el fin de asegurar aún más su participación en la cadena de suministro. [2]
Los yacimientos de minerales críticos se concentran en un pequeño número de países, principalmente en el Sur Global . La minería de estos yacimientos presenta peligros para las comunidades cercanas debido a la débil regulación, la corrupción y la degradación ambiental . La minería afecta la calidad de los alimentos y el agua de los que dependen las comunidades locales, y los metales terminan en sus cuerpos. Los mineros también experimentan bajos salarios, condiciones peligrosas y un trato violento. [10] [11] Los vehículos eléctricos requieren más de estos minerales críticos que la mayoría de los automóviles, lo que amplifica estos efectos. Estas comunidades enfrentan violaciones de derechos humanos , problemas de justicia ambiental , problemas con el trabajo infantil y posibles legados generacionales de contaminación por las actividades mineras. Los problemas de justicia ambiental que surgen de la cadena de suministro afectan a todo el mundo, a través de la depredación de la atmósfera por subproductos de la contaminación. La fabricación de tecnología de baterías está dominada en gran medida por China. Sin embargo, quemar menos productos derivados del petróleo en los vehículos puede reducir el impacto ambiental de la industria petrolera porque, a partir de 2023 [actualizar], la mayor parte del petróleo se utiliza en vehículos. [12]
La cadena de suministro de baterías incluye:
Las actividades upstream incluyen la extracción de las materias primas necesarias, que incluyen materiales críticos como cobalto, litio, níquel, manganeso y grafito, así como otros minerales necesarios como el cobre . [3] [13]
Las actividades intermedias incluyen la refinación y fundición de minerales en bruto con tratamiento térmico o químico para lograr los materiales de alta pureza necesarios para las baterías, [3] [1] así como la fabricación de cátodos y ánodos para celdas de batería. [13] Se pueden lograr impactos ambientales más bajos para la refinación mediante la generación de electricidad descarbonizada, el control automatizado de procesos, la limpieza de gases de escape y el reciclaje de electrolitos usados. [14]
Las actividades posteriores incluyen la fabricación de baterías y bienes finales para el consumidor. [3] La producción de baterías de litio en China tiene casi tres veces más emisiones que en Estados Unidos porque la generación de electricidad en China depende más del carbón. [2]
Las actividades de final de vida incluyen el reciclaje o la recuperación de materiales cuando sea posible. [3]
La eliminación de baterías de iones de litio gastadas sin reciclarlas podría ser perjudicial para el medio ambiente. [2] El reciclaje de baterías de iones de litio reduce el consumo de energía, reduce las emisiones de gases de efecto invernadero y genera un ahorro de recursos naturales del 51,3 % en comparación con su eliminación en vertederos. [8] El reciclaje puede reducir potencialmente las emisiones totales de energía de la producción de baterías a medida que la industria del reciclaje de baterías de iones de litio crece. [2] Cuando no se recicla, la eliminación de la extracción de cobalto implica relaves no sulfúricos, lo que tiene un impacto en el uso de la tierra. [15] Incluso en el proceso de reciclaje, se siguen produciendo emisiones de CO2, que continúan afectando al medio ambiente independientemente de cómo se eliminen las baterías de iones de litio. [2]
El reciclaje de minerales para baterías es limitado, pero se espera que aumente en la década de 2030, cuando haya más baterías usadas. Aumentar el reciclaje traería consigo considerables beneficios sociales y ambientales. [16]
China domina la industria de los automóviles eléctricos y representa tres cuartas partes de la producción mundial de baterías de iones de litio. La mayor parte del refinado de litio , cobalto y grafito se lleva a cabo en China. Japón y Corea albergan importantes actividades de fabricación de células intermedias y de la cadena de suministro posterior. Europa y los Estados Unidos tienen una participación relativamente pequeña en la cadena de suministro. [1]
En 2021, se vendieron 3,3 millones de vehículos eléctricos en China, un 400 % más que en 2019 y más que las ventas mundiales en 2020. [1]
Las actividades upstream (minería y procesamiento) se llevan a cabo en gran medida en países con economías extractivistas como Chile y la República Democrática del Congo . [1] [18] El níquel se extrae en Australia , [19] Rusia , [20] Nueva Caledonia e Indonesia . [21] [22] El cobalto se extrae en la República Democrática del Congo. [23]
En abril de 2024, Estados Unidos y el Reino Unido anunciaron la prohibición de las importaciones de aluminio , cobre y níquel de Rusia. [24] China es el mayor mercado de exportación de Norilsk Nickel desde 2023. [25]
Los vehículos eléctricos tienen menos piezas que los de combustión interna. En promedio, un motor de un automóvil eléctrico tiene alrededor de 20 piezas móviles, pero un motor de combustión interna comparable tendría 200 o más. [9]
Algunos motores de vehículos eléctricos son motores de imanes permanentes que requieren elementos de tierras raras como el neodimio y el disprosio . La producción de estos materiales también está dominada por China y plantea problemas ambientales. Un motor alternativo es el motor de inducción de CA , que no utiliza estos minerales pero requiere cobre adicional . [9]
Estos componentes también contribuyen a los problemas de justicia ambiental causados por la extracción de cobalto y otros recursos minerales, al igual que las baterías. El polvo radiactivo y las aguas residuales de la minería de estos recursos contribuyen a los impactos ambientales. [14] Otro aspecto del oleoducto, la refinación de metales, contribuye a los impactos ambientales a través de la producción de electrolitos, el consumo de electricidad y los cátodos usados. [14] Los cátodos usados amplifican la toxicidad de los ecosistemas marinos por la lixiviación de metales pesados durante el proceso de fundición. [26] El resultado de la presencia de cobalto en el suelo es su acumulación en las plantas y sus frutos. Las altas cantidades de cobalto se acumulan en el resto de la cadena alimentaria, llegando a los animales terrestres y aéreos. Los efectos del exceso de cobalto incluyen una menor ganancia de peso de los animales y una mayor mortalidad al nacer. [27]
Los vehículos eléctricos requieren más semiconductores que los motores de combustión interna. Taiwán es el mayor productor de semiconductores del mundo. [9]
Los compromisos internacionales reflejados en el Acuerdo de París han dado lugar a iniciativas encaminadas a una transición hacia la energía renovable como estrategia para la mitigación del cambio climático . El capitalismo verde y los enfoques de desarrollo sostenible han servido de base a las políticas de muchos países del Norte Global , lo que ha dado lugar a un rápido crecimiento de la industria de vehículos eléctricos y a la consiguiente demanda de materias primas. [18] Las proyecciones convencionales sobre la adopción de vehículos eléctricos suponen que habrá más coches en el futuro. [28]
Los riesgos de la cadena de suministro incluyen desafíos de sostenibilidad, [29] inestabilidad política y corrupción en países con depósitos minerales, [30] y preocupaciones sobre derechos humanos o justicia ambiental . [31] [3] El suministro de minerales críticos se concentra en unos pocos países: por ejemplo, la República Democrática del Congo produjo el 74% del cobalto del mundo en 2022. [32] Los eventos climáticos extremos, los problemas geopolíticos, la regulación del comercio internacional, la consolidación de las empresas de la cadena de suministro en unas pocas grandes corporaciones y las tecnologías que cambian rápidamente presentan desafíos adicionales para construir una cadena de suministro resiliente. [3] La extracción de minerales en el Sur Global para la fabricación de baterías y vehículos consumidos en el Norte Global puede replicar patrones históricos de injusticia y colonialismo. [33]
La extracción de níquel, cobre y cobalto está causando daños ambientales en países en desarrollo como Filipinas , [34] Indonesia y la República Democrática del Congo. [35] [36] La extracción de níquel ha contribuido significativamente a la deforestación en Indonesia . [37]
Sin embargo, los vehículos eléctricos son mejores para el medio ambiente que los vehículos alimentados con combustibles fósiles. [38] [39] La cadena de suministro de los vehículos alimentados con combustibles fósiles es principalmente petróleo (para un automóvil típico alrededor de 17 toneladas de gasolina [40] ), y puede ser complicada y oscura. [41] Quemar menos productos derivados del petróleo en vehículos como los de dos ruedas [42] puede reducir el impacto ambiental de la industria petrolera porque, a partir de 2023 [actualizar], la mayor parte del petróleo se utiliza en vehículos. [12]